量子電動力學

傳播子(propagator)

如果說頂點是量子電動力學的積木,那麼傳播子就是把兩塊積木連起來的接頭。每當一個粒子在一個頂點產生、在另一個頂點湮滅——比如一個電子發射、被第二個電子吸收的光子——傳播子就是描述這個粒子在中間這段旅程的數學物件。它回答的問題是:既然某樣東西從這裡出發,它出現在那裡的振幅是多少?

關鍵在於,沿傳播子行進的粒子是虛的:它只在兩個頂點之間的短暫期間存在,不必滿足自由可觀測粒子必須遵守的能量、動量與質量之間的通常關係。比如一個虛光子,可以短暫地攜帶一種'不可能的'能量與動量組合。傳播子的值在粒子最接近成為實粒子時最大,離得越遠就衰減得越厲害——這就是為什麼由幾乎成實的無質量光子傳遞的長程力很強,而沉重的傳遞者其傳播子被大大壓低,使它的力變成短程的。

傳播子是每一個量子場論把交互作用縫合成完整過程的方式。量子電動力學裡有兩種:波浪形內線對應的光子傳播子,和直線對應的電子傳播子。光子傳播子的精確形式——其質量取為零——正是當你把所有虛光子交換加起來時,從數學上產生出著名的平方反比庫侖定律的根源。所以傳播子不是可有可無的附加項——它正是我們熟悉的力的定律真正的來處。

比較兩種力:電磁力能跨越整個房間,而弱交互作用幾乎只夠跨越一個質子。差別就在傳播子上——光子質量為零,所以它的傳播子在長程上仍然很大,而沉重的 W 玻色子的傳播子幾乎立刻坍縮,把弱交互作用扼制在極小的距離上。

傳遞者的質量編碼在它的傳播子裡,決定了它的力能傳多遠。

傳播子是振幅內部的一種計算成分,不是可測量的路徑;你永遠觀測不到虛粒子本身,只能看到出來的末態粒子。

又稱
photon propagator传播子傳播子